EP1567781B1 - Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung - Google Patents

Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung Download PDF

Info

Publication number
EP1567781B1
EP1567781B1 EP03757522A EP03757522A EP1567781B1 EP 1567781 B1 EP1567781 B1 EP 1567781B1 EP 03757522 A EP03757522 A EP 03757522A EP 03757522 A EP03757522 A EP 03757522A EP 1567781 B1 EP1567781 B1 EP 1567781B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slide
pressure
opening
piston
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03757522A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1567781A2 (de
Inventor
Johannes Quehenberger
Franz Gratzer
Dieter Schmidl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Drivetrain AG and Co KG
Original Assignee
Magna Drivetrain AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Drivetrain AG and Co KG filed Critical Magna Drivetrain AG and Co KG
Publication of EP1567781A2 publication Critical patent/EP1567781A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1567781B1 publication Critical patent/EP1567781B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • F16D25/14—Fluid pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0221—Valves for clutch control systems; Details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0227—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices
    • F16D2048/0233—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices by rotary pump actuation
    • F16D2048/0245—Electrically driven rotary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0227—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices
    • F16D2048/0233—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices by rotary pump actuation
    • F16D2048/0245—Electrically driven rotary pumps
    • F16D2048/0248—Reversible rotary pumps, i.e. pumps that can be rotated in the two directions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0257—Hydraulic circuit layouts, i.e. details of hydraulic circuit elements or the arrangement thereof
    • F16D2048/0269—Single valve for switching between fluid supply to actuation cylinder or draining to the sump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/102—Actuator
    • F16D2500/1021—Electrical type
    • F16D2500/1023—Electric motor
    • F16D2500/1024—Electric motor combined with hydraulic actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/104—Clutch
    • F16D2500/10443—Clutch type
    • F16D2500/1045—Friction clutch

Definitions

  • the invention relates to a single-acting actuator for the control of a friction clutch in the drive train of a motor vehicle, with a contact pressure of the clutch generating cylinder-piston unit, wherein a controllable electric motor-pump unit provides a pressure medium and a self-controlling valve unit with the cylinder piston Unit is connected so that the clutch is controlled by driving the pump.
  • a controllable electric motor-pump unit provides a pressure medium and a self-controlling valve unit with the cylinder piston Unit is connected so that the clutch is controlled by driving the pump.
  • These may be both clutches to lock a differential and clutches to control the torque assigned to an axle or wheel.
  • the actuator acts in the closing direction of the clutch, in the opening direction acts a clutch-internal force, such as a spring.
  • a generic actuator in which the control is carried out by means of a non-reversible motor-pump unit.
  • the self-controlling valve unit contains, in addition to a quick release valve a differential slide, which keeps the quick release valve closed only with sufficient flow rate of funded by the pump fluid. The energy consumption is thus significant if the pressure in the cylinder-piston unit is to be maintained.
  • the self-controlling valve unit includes: a quick-release valve responsive to the pressure prevailing on the side of the pump, and a check valve between the two units, the flow only in the direction of the motor-pump unit allows the cylinder-piston unit and that the electric motor-pump unit is reversible, whereby it promotes in the reversed state in the opposite direction, whereby the opening of the quick-release valve is accelerated. It is thus on the control of the electric motor, which can be very fast and accurate, the clutch operated.
  • the hydraulic transmission takes place via the self-controlling valve unit, which ensures without external control that The clutch can be opened quickly and makes sure that it returns to its safe (disengaged) position when the electrical system fails. Because the valve opens when the pump pressure drops completely.
  • the self-controlling valve unit on the quick dump valve which acts only on the pressure prevailing on the side facing him pump, and no differential pressure.
  • the quick release valve consists of a sleeve and a spring-assisted slide therein, which sleeve has at least one first opening through which pressure medium can flow out of the cylinder-piston unit, and which slider between a first position in which it opens releases and a second position in which he concealed the opening is displaced (claim 2).
  • the spring force prevails in the first position and the force exerted on the slider by the pressure medium in the second one (claim 3).
  • the slide of the quick-release valve is designed as a piston which forms in the sleeve a first and a second space, of which the first space via the opening with cylinder-piston unit is connectable and has a drain, and of which the second Room with the electric motor-pump unit is in communication (claim 4).
  • the supply of pressure medium to the cylinder-piston unit thus takes place bypassing the quick-release valve via the check valve, whose spring is dimensioned accordingly.
  • On the piston acts a static pressure.
  • the pressure can be maintained without subsequent delivery from the pump.
  • the check valve is contained in the slide, for which purpose the slide has at least one second opening, which is in a position of the slide with the at least one first opening in which the slide prevents the connection between the first opening and the drain (Claim 5). This minimizes space requirements and ensures from the outset that the supply of pressure medium to the cylinder-piston unit does not begin until the drain openings are already closed.
  • the electric motor-pump unit is reversible, which accelerates the discharge.
  • There are two options: Either the spring supports the movement of the slide in the discharge position (claim 6) or the spring is overcome by the promotion in the opposite direction (claim 7). In both cases, the discharge ( opening of the clutch) by reversing the pump is very fast.
  • a controller is provided for the control of the electric motor-pump unit, which receives as input signals a pressure in the cylinder-piston unit corresponding desired value and an actual value corresponding to this pressure (claim 8).
  • a corresponding value may also be the torque or a vehicle-dynamic size of the vehicle.
  • the spring of the quick-drain valve and the spring of the check valve are dimensioned so that with increasing pressure of the pressure medium first, the drain opening is closed and only then opens the check valve (claim 9). That also means that when pressure drops first close the check valve and then open the quick release valve.
  • Fig. 1 is summarily a cylinder-piston unit with 1, a valve unit with 2 and an electric motor-pump unit designated 3.
  • a pressure chamber 4 which communicates with the valve unit 2 via a line 6, wherein the pressure fluid contained in the pressure chamber 4 acts on a piston 5.
  • This piston 5 is part of a friction clutch, not shown, or always with this directly in connection. In the friction clutch, the force exerted by the piston 5 against the force of a spring, not shown, acts on the clutch discs. As the pressure increases, the torque transmitted or exerted by the clutch increases.
  • the valve unit 2 comprises a quick-release valve 8 and a check valve 9.
  • the latter has a ball 9 'pressed against a seat by a spring 9.
  • the quick-release valve 8 is formed by a sleeve 10 with at least one opening 11, which opening communicates via the line 6
  • the piston 12 separates a first space 13 containing a compression spring 14 from a second space 17.
  • the first space 13 communicates with a sump 16 via a drain line 15 Connection from which the electric motor-pump unit 3 sucks fluid or in that promotes fluid.
  • a pressure line 18 is connected, which in turn establishes the connection between the electric motor-pump unit 3 and - via the check valve 9 - to the pressure chamber 4.
  • the electric motor-pump unit 3 consists of a pump for the pressurized fluid and a motor 20, which is controlled by a controller 21. This in turn receives as an input signal an actual value determined by a pressure sensor 22 and via a line 23 a desired value, which values respectively correspond to the contact pressure or to the torque transmitted or to be transmitted by the coupling.
  • Fig. 2 differs from the preceding only in that not the spring 14 acts against the pressure exerted by the pump, but the spring 14 'acts in the same direction as the pressure exerted by the pump. Otherwise, the valve unit is the same. Here, the pump must be reversed to drain.
  • Fig. 3 differs from that of Fig. 1 only in that the check valve is laid in the interior of the slide.
  • the sleeve 10 with opening 11 is unchanged, in it is the slide or piston 32, in its interior 33, the check valve 29 is installed.
  • It consists of a ball 29 'and a spring 29 "Furthermore, the slide 32 has a second opening 34, which come to coincide with the first openings 11 from a certain pressure of the pressure medium and a certain position of the slide 32
  • Pressure fluid is initially the slider 32 is moved upward until the first opening 11 is covered and thus the pressure chamber 4 is completed, on further increase opens the check valve 29 and fluid passes through the meanwhile come to cover openings 11,34 in the pressure chamber 4.
  • Bei This arrangement is ensured without special tuning of the springs, that first the pressure chamber is completed and only then filled with pressure medium.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen einfachwirkenden Aktuator für die Steuerung einer Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer den Anpressdruck der Kupplung erzeugenden Zylinder-Kolben-Einheit, wobei eine steuerbare Elektromotor-Pumpe-Einheit ein Druckmedium bereitstellt und über eine selbststeuernde Ventileinheit mit der Zylinder-Kolben-Einheit in Verbindung steht, sodass die Kupplung durch Ansteuern der Pumpe gesteuert ist. Dabei kann es sich sowohl um Kupplungen zum Sperren eines Differentiales als auch um Kupplungen zur Steuerung des einer Achse oder einem Rad zugewiesenen Drehmomentes handeln. Der Aktuator wirkt in Schließrichtung der Kupplung, in Öffnungsrichtung wirkt eine kupplungsinteme Kraft, etwa eine Feder.
  • Die Anforderungen an die Steuerbarkeit von Reibungskupplungen sind bei Anwendungen im Kraftfahrzeug sehr hoch, sowohl hinsichtlich der Genauigkeit der Einstellung eines bestimmten Drehmomentes als auch hinsichtlich der Geschwindigkeit der Steuerung. Letzteres besonders beim Lösen der Kupplung, etwa bei einem ABS- oder ESB-Eingriff. Dazu kommt noch die Forderung nach Eigensicherheit. Das bedeutet, dass sich bei Systemausfall der sicherste Zustand (meist ist das gelöste Kupplung) von selbst einstellen soll.
  • Nach dem allgemeinen Stand der Technik wird der für derartige Kupplungen erforderliche Anpressdruck entweder mechanisch oder hydraulisch aufgebracht. Im ersteren Fall finden beispielsweise Rampenringe Verwendung, für deren Verdrehen dann wohl eine elektrische Kraftquelle eingesetzt wird. Derartige Mechanismen sind, alleine schon wegen der großen Zahl an Teilen mit ihren Reibungen und Spielen, nachteilig.
  • Bei hydraulischer Betätigung mittels einer externen Pumpe ist die für die Zusammenarbeit mit einer Elektronik erforderliche Schaltgeschwindigkeit nur mit groß dimensionierter Elektromotor-Pumpe-Einheit zu erreichen, was sich aus Gründen von Gewicht und vor allem Stromverbrauch verbietet. Ausserdem ist ein Druckspeicher und ein angesteuertes Regelventil erforderlich. Wird statt dessen eine mit den Kupplungsteilen mitrotierende drehzahldifferenzabhängige Pumpe verwendet, so muss die Ansteuerung auf einen rotierenden Teil übertragen werden, was aufwendig und nachteilig ist. Es besteht auch das Problem, dass bei geringer Drehzahldifferenz der zum Steuern erforderliche Druck nicht zur Verfügung steht.
  • Dazu kommt noch, dass bei etwas längerem Betrieb mit einem bestimmten zu übertragenden Drehmoment der auf die Kupplung wirkende Druck des Druckmediums gehalten werden muss, was bei einer nicht steuerbaren Elektromotor-Pumpe-Einheit hohe Umlaufverluste bedeutet. Bei allen bekannten Systemen lässt sowohl Ausrückgeschwindigkeit als auch Eigensicherheit zu wünschen übrig.
  • Aus der EP 348 270 ist ein gattungsgemäßer Aktuator bekannt, bei dem die Steuerung mittels einer nicht reversierbaren Motor-Pumpe-Einheit erfolgt. Die selbststeuernde Ventileinheit enthält nebst einem Schnellablassventil einen Differentialschieber, der das Schnellablassventil nur bei ausreichender Durchströmgeschwindigkeit des von der Pumpe geförderten Fluids geschlossen hält. Der Energieverbrauch ist somit erheblich, wenn in der Zylinder-Kolben-Einheit der Druck gehalten werden soll.
  • Weiters ist in der nicht vorveröffentlichten EP 1 256 478 eine reversierbar steuerbare Pumpe und ein Schnellablassventil vorgeschlagen, das auf die Differenz zwischen dem von der Pumpe erzeugten und dem in der Zylinder-Kolben-Einheit herrschenden Druck anspricht. Um ein schnelles Öffnen der Kupplung zu ermöglichen, ist ein gedrosselter Nebenstrom erforderlich, der aber ein Halten des Druckes in der Zylinder-Kolben-Einheit mit geringer bis gar keiner Förderung unmöglich macht.
  • Es ist daher Ziel der Erfindung, einen Aktuator vorzuschlagen, der die erwähnten Nachteile nicht hat, der somit schnell, eigensicher, einfach und billig ist, der es erlaubt, mit minimaler Pumpenförderung die Kupplung eingerückt zu halten.
  • Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass die selbststeuernde Ventileinheit enthält: ein Schnellablassventil, das auf den auf der ihm zugekehrten Seite der Pumpe herrschenden Druck anspricht, und ein Rückschlagventil zwischen den beiden Einheiten, das eine Strömung nur in Richtung von der Elektromotor-Pumpe-Einheit zur Zylinder-Kolben-Einheit zulässt und dass die Elektromotor-Pumpe-Einheit umsteuerbar ist, wobei sie im umgesteuerten Zustand in Gegenrichtung fördert, wodurch das Öffnen des Schnellablassventiles beschleunigt wird. Es wird also über die Steuerung des Elektromotors, die sehr schnell und exakt sein kann, die Kupplung betätigt. Die hydraulische Übertragung erfolgt über die selbststeuernde Ventileinheit, die ohne Ansteuerung von außen sicherstellt, dass die Kupplung schnell öffenbar ist und dafür sorgt, dass sie bei Ausfall der Elektrik von selbst in ihre sichere (ausgekuppelte) Stellung zurückkehrt. Denn das Ventil öffnet, wenn der Pumpendruck ganz wegfällt. Dazu weist die selbststeuernde Ventileinheit das Schnellablassventil auf, auf das nur der auf der ihm zugekehrten Seite der Pumpe herrschende Druck einwirkt, und kein Differenzdruck.
  • In einer praktischen Ausführung besteht das Schnellablassventil aus einer Büchse und einem darin federunterstützten Schieber, welche Büchse zumindest eine erste Öffnung hat, durch die Druckmedium aus der Zylinder-Kolben-Einheit abströmen kann, und welcher Schieber zwischen einer ersten Stellung, in der er die Öffnung freigibt und einer zweiten Stellung, in der er die Öffnung verdeckt verschiebbar ist (Anspruch 2). In einer Ausführungsform überwiegt in der ersten Stellung die Federkraft und in der zweiten die von dem Druckmedium auf den Schieber ausgeübte Kraft (Anspruch 3).
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Schieber des Schnellablassventiles als Kolben ausgebildet, der in der Büchse einen ersten und einen zweiten Raum bildet, wovon der erste Raum über die Öffnung mit Zylinder-Kolben-Einheit verbindbar ist und über einen Abfluss verfügt, und wovon der zweite Raum mit der Elektromotor-Pumpe-Einheit in Verbindung steht (Anspruch 4). Die Zufuhr von Druckmedium zur Zylinder-Kolben-Einheit erfolgt somit unter Umgehung des Schnellablassventiles über das Rückschlagventil, dessen Feder entsprechend dimensioniert ist. Auf den Kolben wirkt ein statischer Druck. Dadurch kann bei ausreichender Dichtung in der Zylinder-Kolben-Einheit für einige Zeit der Druck ohne Nachlieferung von der Pumpe gehalten werden.
  • In einer weitergebildeten Ausführungsform ist das Rückschlagventil im Schieber enthalten, wozu der Schieber mindestens eine zweite Öffnung aufweist, die in einer Stellung des Schiebers mit der mindestens einen ersten Öffnung in Deckung ist, in der der Schieber die Verbindung zwischen der ersten Öffnung und dem Abfluss unterbindet (Anspruch 5). Dadurch wird der Raumbedarf minimiert und es ist von vorne herein sichergestellt, dass die Lieferung von Druckmedium an die Zylinder-Kolben-Einheit erst beginnt, wenn die Öffnungen für den Ablass bereits geschlossen sind.
  • Die Elektromotor-Pumpe-Einheit ist umsteuerbar, wodurch das Ablassen beschleunigt wird. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder die Feder unterstützt die Bewegung des Schiebers in die Ablass-Stellung (Anspruch 6) oder die Feder wird durch die Förderung in Gegenrichtung überwunden (Anspruch 7). In beiden Fällen erfolgt das Ablassen (=Öffnen der Kupplung) durch Umsteuerung der Pumpe sehr schnell.
  • Vorzugsweise ist für die Steuerung der Elektromotor-Pumpe-Einheit ein Regler vorgesehen, der als Eingangssignale einen dem Druck in der Zylinder-Kolben-Einheit entsprechenden Sollwert und einen diesem Druck entsprechenden Istwert erhält (Anspruch 8). Ein entsprechender Wert kann auch das Drehmoment, oder eine fahrdynamische Größe des Fahrzeuges sein.
  • Um alle Sicherheitsanforderungen bei geringstem Kraftverbrauch zu erfüllen, sind die Feder des Schnellablassventiles und die Feder des Rückschlagventiles so bemessen, dass bei steigendem Druck des Druckmediums zuerst die Abflussöffnung geschlossen wird und erst dann das Rückschlagventil öffnet (Anspruch 9). Das bedeutet auch, dass bei Druckabfall zuerst das Rückschlagventil schließt und dann erst das Schnellablassventil öffnet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:
    • Fig. 1:
    Ein Schema einer ersten Ausführungsform,
    Fig. 2:
    eine Variante der ersten Ausführungsform,
    Fig. 3:
    ein Schema einer zweiten Ausführungsform,
  • In Fig. 1 ist summarisch eine Zylinder-Kolben-Einheit mit 1, eine Ventil-Einheit mit 2 und eine Elektromotor-Pumpe-Einheit mit 3 bezeichnet. In der Zylinder-Kolben-Einheit 1 ist ein Druckraum 4, der über eine Leitung 6 mit der Ventil-Einheit 2 in Verbindung steht, wobei das im Druckraum 4 enthaltene Druckfluid auf einen Kolben 5 wirkt. Dieser Kolben 5 ist Teil einer nicht dargestellten Reibungskupplung oder stets mit dieser direkt in Verbindung. In der Reibungskupplung wirkt die vom Kolben 5 gegen die Kraft eine nicht dargestellten Feder ausgeübte Kraft auf die Kupplungsscheiben. Bei steigendem Druck steigt das von der Kupplung übertragene bzw. ausgeübte Drehmoment.
  • Die Ventileinheit 2 enthält ein Schnellablassventil 8 und ein Rückschlagventil 9. Letzteres hat eine von einer Feder 9" gegen einen Sitz gedrückte Kugel 9'. Das Schnellablassventil 8 wird gebildet von einer Büchse 10 mit mindestens einer Öffnung 11, welche Öffnung über die Leitung 6 mit dem Druckraum 4 in Verbindung steht, und von einem in der Büchse 10 verschiebbaren Kolben 12. Der Kolben 12 trennt einen eine Druckfeder 14 enthaltenden ersten Raum 13 von einem zweiten Raum 17. Der erste Raum 13 steht über eine Ablassleitung 15 mit einem Sumpf 16 in Verbindung, aus dem die Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 Fluid ansaugt bzw. in das sie Fluid fördert. An den zweiten Raum 17 ist eine Druckleitung 18 angeschlossen, die ihrerseits die Verbindung zwischen der Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 und - über das Rückschlagventil 9 - zum Druckraum 4 herstellt.
  • Die Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 besteht aus einer Pumpe für das Druckfluid und aus einem Motor 20, der von einem Regler 21 angesteuert wird. Dieser seinerseits erhält als Eingangssignal einen von einem Drucksensor 22 ermittelten Istwert und über eine Leitung 23 einen Sollwert, welche Werte jeweils dem Anpressdruck bzw. dem von der Kupplung übertragenen beziehungsweise zu übertragenden Drehmoment entsprechen.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist die Folgende: In der in Fig. 1 abgebildeten Stellung fördert die Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 entweder überhaupt nicht oder mit einem Druck, der nicht ausreicht, um das Rückschlagventil 9 zu öffnen, oder das Schnellablassventil 8 zu schließen. Im Druckraumventil 4 herrscht kein Druck, die nicht dargestellte Kupplung ist somit nicht beaufschlagt, übertragt also kein Drehmoment. Steigt nun der Druck des von der Pumpe 19 gelieferten Druckmediums in der Leitung 18, so wirkt dieser im zweiten Raum 17 auf die Unterseite des als Kolben ausgebildeten Schiebers 12 gegen die Kraft der Feder 14. Überschreitet dieser Druck einen bestimmten Wert, schließt der Schieber 12 die Öffnung 11 und damit den Abfluss aus dem Druckraum 4. Erst, wenn Öffnung 11 ganz geschlossen ist, öffnet sich das Rückschlagventil 9, Druckfluid kann in den Druckraum strömen und die Kupplung entsprechend ansteuern.
  • Wird die Pumpe 19 nun plötzlich angehalten, so sinkt der auf den Schieber 12 wirkende Druck, dieser wird von der Feder 14 abwärts gedrückt, wodurch die Öffnungen 11 wieder frei werden und das Druckfluid aus dem Druckraum 4 in den Sumpf 16 entweichen kann. Wird die Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 so umgesteuert, dass sich auch der Fördersinn umkehrt, die Pumpe 19 also aus der Druckleitung 18 in den Sumpf 16 fördert, so entsteht unter dem Schieber 12 ein Unterdruck, der dessen Abwärtsbewegung erheblich beschleunigt. Dann wird bei umsteuern des Motors 20 die Kupplung augenblicklich ganz geöffnet, wie es zum Beispiel im Falle einer ABS-Bremsung gefordert ist.
  • Wenn der Druckraum unter Druck steht und die Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 stillsteht, so bleibt bei guter Abdichtung der Druck noch für eine Weile erhalten. Das heißt, dass bei stationärem Betrieb mit eingerückter Kupplung die Elektromotor-Pumpe-Einheit 3 nur den Druck halten muss, damit der Schieber geschlossen bleibt. Dabei ist die Fördermenge beinahe Null, da Leckage überwiegend im Inneren der Pumpe stattfindet. Damit wird eine erhebliche Energieeinsparung erzielt.
  • Die Variante der Fig. 2 unterscheidet sich von der vorhergehenden nur dadurch, dass nicht die Feder 14 gegen den von der Pumpe ausgeübten Druck wirkt, sondern die Feder 14' in derselben Richtung wirkt wie der von der Pumpe ausgeübte Druck. Ansonsten ist die Ventileinheit gleich. Hier muss die Pumpe zum Ablassen umgesteuert werden.
  • Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von der der Fig. 1 nur dadurch, dass das Rückschlagventil in das Innere des Schiebers verlegt ist. Die Büchse 10 mit Öffnung 11 ist unverändert, in ihr befindet sich der Schieber bzw. Kolben 32, in dessen Innenraum 33 das Rückschlagventil 29 eingebaut ist. Es besteht aus einer Kugel 29' und einer Feder 29". Weiters hat der Schieber 32 eine zweite Öffnung 34, die ab einem gewissen Druck des Druckmediums und einer gewissen Stellung des Schiebers 32 mit den ersten Öffnungen 11 zur Deckung kommen. Bei ansteigendem Druck des Druckfluids wird zunächst der Schieber 32 aufwärts bewegt, bis die erste Öffnung 11 abgedeckt und so der Druckraum 4 abgeschlossen ist; bei weiterem Anstieg öffnet sich das Rückschlagventil 29 und Fluid gelangt durch die mittlerweile zur Deckung gekommenen Öffnungen 11,34 in den Druckraum 4. Bei dieser Anordnung ist ohne besondere Abstimmung der Federn sichergestellt, dass zuerst der Druckraum abgeschlossen und erst dann mit Druckmedium befüllt wird.
  • Insgesamt wird auf die beschriebene Weise eine Steuerung von Kupplungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges ermöglicht, die sehr kurze Schaltzeiten, die genaue Einstellung eines zu übertragenden Sperr- bzw. Kupplungsmomentes, einen geringen Energiebedarf zum Halten des eingestellten Momentes und Eigensicherheit (bei Systemausfall wird kein Drehmoment übertragen), miteinander verbinden, all das mit einer sehr einfachen und billigen Anordnung.

Claims (9)

  1. Einfachwirkender Aktuator für die Steuerung einer Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer den Anpressdruck der Kupplung erzeugenden Zylinder-Kolben-Einheit, wobei eine steuerbare Elektromotor-Pumpe-Einheit (3) ein Druckmedium bereitstellt und über eine selbststeuernde Ventileinheit (2) mit der Zylinder-Kolben-Einheit (1) in Verbindung steht, sodass die Kupplung durch Ansteuern der Elektromotor-Pumpe-Einheit (3) gesteuert ist, dadurch gekenntzeichnet dass die selbststeuernde Ventileinheit (2) enthält: ein Schnellablassventil (8; 8'; 28; 38), das auf den auf der ihm zugekehrten Seite der Pumpe herrschenden Druck anspricht, und ein Rückschlagventil (9; 29) zwischen den beiden Einheiten (1,3), das eine Strömung nur in Richtung von der Elektromotor-Pumpe-Einheit (3) zur Zylinder-Kolben-Einheit (1) zulässt und dass die Elektromotor-Pumpe-Einheit (3) umsteuerbar ist, wobei sie im umgesteuerten Zustand in Gegenrichtung fördert, wodurch das Öffnen des Schnellablassventiles beschleunigt wird.
  2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnellablassventil (8; 8'; 28) aus einer Büchse (10; 10') und einem darin federunterstützten Schieber (12; 12'; 32) besteht, welche Büchse zumindest eine erste Öffnung (11; 11') hat, durch die Druckmedium aus der Zylinder-Kolben-Einheit (1) abströmen kann, und welcher Schieber (12; 12'; 32) zwischen einer ersten Stellung, in der er die Öffnung (11; 11') freigibt und einer zweiten Stellung, in der er die Öffnung (11; 11') verdeckt, verschiebbar ist.
  3. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, in der ersten Stellung des Schiebers (12; 32) die Kraft einer Feder (14; 14) und in der zweiten Stellung die von dem Druckmedium auf ihn ausgeübte Kraft überwiegt.
  4. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber des Schnellablassventiles (8; 28) als Kolben (12; 12'; 32) ausgebildet ist, der in der Büchse (10) einen ersten (13;13') und einen zweiten (17; 17') Raum bildet, wovon der erste Raum (13; 13') über die Öffnung (11; 11') mit der Zylinder-Kolben-Einheit (1) verbindbar ist und über einen Abfluss (15) verfügt, und wovon der zweite Raum (17) mit der Elektromotor-Pumpe-Einheit (3) in Verbindung steht.
  5. Aktuator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (29) im Schieber (32) enthalten ist, wozu der Schieber (32) mindestens eine zweite Öffnung (34) aufweist, die in einer Stellung des Schiebers mit der mindestens einen ersten Öffnung (11) in Deckung ist, in welcher Stellung der Schieber (32) die Verbindung zwischen der ersten Öffnung (11) und dem Abfluss (15) unterbindet (Fig. 3).
  6. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung einer Feder (14) die Bewegung des Schiebers (12;32) in die erste Stellung unterstützt.
  7. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung einer Feder (14') auf den Schieber (12') durch die Förderung in Gegenrichtung überwunden werden muss, um ihn in die erste Stellung zu bringen.
  8. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung der Elektromotor-Pumpe-Einheit (3) ein Regler (21) vorgesehen ist, der einen dem Druck Zylinder-Kolben-Einheit entsprechenden Sollwert und einen dem Druck Zylinder-Kolben-Einheit entsprechenden Istwert als Eingangssignale erhält.
  9. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (14; 14) des Schnellablassventiles (8; 28) und eine Feder des Rückschlagventiles (9"; 29") so bemessen sind, dass bei steigendem Druck des Druckmediums zuerst die Abflussöffnung (11) geschlossen und erst dann das Rückschlagventil (9; 29) geöffnet wird.
EP03757522A 2002-10-31 2003-10-31 Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung Expired - Lifetime EP1567781B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT73502U 2002-10-31
AT0073502U AT6575U1 (de) 2002-10-31 2002-10-31 Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung
PCT/AT2003/000327 WO2004040158A2 (de) 2002-10-31 2003-10-31 Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1567781A2 EP1567781A2 (de) 2005-08-31
EP1567781B1 true EP1567781B1 (de) 2007-12-12

Family

ID=29274061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03757522A Expired - Lifetime EP1567781B1 (de) 2002-10-31 2003-10-31 Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7296669B2 (de)
EP (1) EP1567781B1 (de)
JP (1) JP4427821B2 (de)
AT (2) AT6575U1 (de)
CA (1) CA2504676A1 (de)
WO (1) WO2004040158A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106133373A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 舍弗勒技术股份两合公司 离合器操纵装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006002450A1 (de) * 2004-06-30 2006-01-12 Magna Drivetrain Ag & Co Kg Hydrauliksystem für die steuerung zweier kupplungen eines getriebes
AT8550U1 (de) * 2004-11-08 2006-09-15 Magna Drivetrain Ag & Co Kg Verfahren zur steuerung eines hydraulischen aktuators mit schnellablassventil, steuersystem und reibungskupplung mit einem solchen
AT8780U1 (de) * 2005-05-31 2006-12-15 Magna Drivetrain Ag & Co Kg Reibungskupplung mit hydraulischem aktuator und antriebseinheit mit mindestens einer solchen
US8197386B2 (en) * 2005-08-11 2012-06-12 American Axle & Manufacturing, Inc. Electrohydraulic torque transfer device and temperature control system
US8083041B2 (en) * 2005-08-11 2011-12-27 American Axle & Manufacturing, Inc. Electrohydraulic torque transfer device
US7743899B2 (en) * 2005-08-11 2010-06-29 American Axle & Manufacturing, Inc. Electrohydraulic torque transfer device and control system
DE102005059356A1 (de) * 2005-12-13 2007-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Hydrauliksystem an Kraftfahrzeugen
CN101401258B (zh) * 2006-05-25 2012-10-10 松下电器产业株式会社 可变缝隙天线和其驱动方法
JP2008232368A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Univance Corp 駆動力配分装置
JP5214575B2 (ja) * 2009-10-20 2013-06-19 カヤバ工業株式会社 電動液圧アクチュエータ
DE102011108649B4 (de) 2010-08-04 2020-06-04 Magna powertrain gmbh & co kg Drehmomentübertragungseinheit
DE112012000961B4 (de) 2011-02-23 2023-07-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulische Einrichtung zur Betätigung einer Kupplung
EP2711560B1 (de) * 2012-09-21 2019-06-12 HAWE Hydraulik SE Hydraulikantrieb für ein hydraulisch betätigbares Werkzeug
DE102014102250A1 (de) * 2014-02-21 2015-08-27 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Kupplungsanordnung, Kraftfahrzeugantriebsstrang und Kupplungssteuerverfahren
DE102015217270A1 (de) * 2015-09-10 2017-03-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Pumpenaktor für eine hydraulische Kupplungsbetätigungsanordnung
US11215203B2 (en) * 2019-05-03 2022-01-04 Dana Motion Systems Italia S.R.L. Logic valve for the management of a hydraulic actuator and corresponding hydraulic circuit
CN112984005B (zh) * 2021-03-31 2022-03-29 安徽江淮汽车集团股份有限公司 湿式离合器液压控制系统及自动变速箱

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2916879A (en) * 1956-04-04 1959-12-15 John T Gondek Combination hydraulic power unit
US3060688A (en) * 1959-09-18 1962-10-30 John T Gondek Hydraulic systems
US4281676A (en) * 1978-03-08 1981-08-04 Caterpillar Tractor Co. Pressure modulating selector valve
US4505364A (en) * 1979-09-18 1985-03-19 Goucher Ralph F Push-button clutch control system
US4637503A (en) * 1985-05-03 1987-01-20 Vohl Paul Eugene Control device for clutch
FR2633072B1 (fr) * 1988-06-21 1990-11-02 Renault Circuit de commande, de regulation et de controle d'un debit de fluide
JPH0819987B2 (ja) * 1989-09-19 1996-03-04 日野自動車工業株式会社 油圧クラッチの制御装置
DE10108668A1 (de) * 2001-02-22 2002-09-05 Zf Sachs Ag Kupplungssystem mit einer unter Vermittlung einer Hydraulik-Pumpenanordnung betätigbaren Kupplungseinrichtung
JP3851108B2 (ja) 2001-05-07 2006-11-29 株式会社ユニバンス 駆動力配分装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106133373A (zh) * 2014-03-31 2016-11-16 舍弗勒技术股份两合公司 离合器操纵装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004040158A3 (de) 2005-07-07
ATE380947T1 (de) 2007-12-15
AT6575U1 (de) 2003-12-29
EP1567781A2 (de) 2005-08-31
JP2006511763A (ja) 2006-04-06
CA2504676A1 (en) 2004-05-13
WO2004040158A2 (de) 2004-05-13
US20060162328A1 (en) 2006-07-27
US7296669B2 (en) 2007-11-20
JP4427821B2 (ja) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1567781B1 (de) Einfachwirkender aktuator mit schnellöffnendem hydraulikventil zur steuerung einer kupplung
EP0668970B1 (de) Druckmittelbetätigte reibscheibenkupplung
WO2006128637A1 (de) Reibungskupplung mit hydraulischem aktuator und antriebseinheit mit mindestens einer solchen
EP2507456B1 (de) Türschliesser mit freilauffunktion
DE112005000814B4 (de) Hydrauliksystem für die Steuerung zweier Kupplungen eines Getriebes
EP1236918B1 (de) Kupplungssystem mit einer unter Vermittlung einer Hydraulik-Pumpenanordnung betätigbaren Kupplungseinrichtung
DE2557152A1 (de) Sperrdifferential
DE10143833A1 (de) Kupplungssystem
DE60016640T2 (de) Hydromechanische Kupplung mit drehmomentbegrenzender und temperaturempfindlicher Lösecharakteristik
EP0908653A1 (de) Vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil
DE102004043897A1 (de) Antriebssystem mit gemeinsamen Steuerdruckanschluss
DE10303487A1 (de) Regelung für ein hydrostatisches Getriebe
DE102015200852B4 (de) Hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem mit Pumpe
WO2002026517A1 (de) Antriebssystem für ein allradgetriebenes kraftfahrzeug
WO2005064187A1 (de) Hydrauliksystem für zwei lamellenkupplungen
DE102018208755A1 (de) Druckregelventil
DE102012012977B4 (de) Hydraulischer Antrieb
EP1722994B1 (de) Antriebssystem mit gemeinsamen arbeitsdruckanschluss
DE2340247A1 (de) Bremsdruckmodulator
EP0470950B1 (de) Vorrichtung zur elektro-hydraulischen betätigung einer ein verteilerdifferentialgetriebe eines kraftfahrzeugs sperrenden kupplung
DE102015200805A1 (de) Hydraulisches Betätigungssystem
EP3303867B1 (de) Hydrauliksystem mit pumpenverlustenminimierender kupplungsbetätigung
DE1044641B (de) Hydraulische Hilfskraftlenkung fuer Kraftfahrzeuge
WO2009150062A2 (de) Hydraulikversorgungssystem zur versorgung eines hydraulischen verbrauchers mit wenigstens einem verbrauchsbereich
WO2023186430A1 (de) Fluidsystem für ein fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20050412

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT CZ DE FR GB

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT CZ DE FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50308816

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080124

Kind code of ref document: P

GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]
EN Fr: translation not filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20080926

26N No opposition filed

Effective date: 20080915

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20071212

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081031

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Payment date: 20101029

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50308816

Country of ref document: DE

Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111031

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50308816

Country of ref document: DE

Representative=s name: RAUSCH, GABRIELE, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 50308816

Country of ref document: DE

Owner name: MAGNA POWERTRAIN GMBH & CO KG, AT

Free format text: FORMER OWNER: MAGNA DRIVETRAIN AG & CO KG, LANNACH, AT

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20161020

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50308816

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180501